Влияние поглощения матрицы на спектральные и ближнепольные характеристики плазмонных резонансов наночастиц серебра

Приведены результаты расчетов спектральных зависимостей факторов эффективности ослабления Q_ext, усиления ближнего поля Q_NF и поглощения Q_abs сферических наночастиц серебра радиусами 5, 15.5 и 35 нм, выполненных с использованием расширенной теории Ми. Частицы рассматривались в прозрачных (κ = 0) и поглощающих (κ = 0.05 и 0.20) матрицах с высоким показателем преломления n_m = 2.0. Установлено, что даже небольшое поглощение в матрице приводит к существенному уменьшению максимумов Q_ext и особенно Q_NF. При этом положение пиков Q_ext практически не изменяется, тогда как для Q_NF наблюдается небольшое длинноволновое смещение. Показано, что для частиц радиусом 35 нм при κ  0.05 максимумы Q_NF и Q_abs в области квадрупольной моды значительно превалируют над дипольными, что не характерно для фактора ослабления Q_ext. Выявлены существенные различия в спектрах и распределении ближних полей для наночастиц в реальных поглощающих средах (CuPc и NiPc). Несмотря на химическое сходство молекул, дисперсия их показателей преломления приводит к радикально разным оптическим откликам гибридной системы.

1. U. Kreibig, M. Vollmer. Optical Properties of Metal Clusters, Berlin, Springer (1995)

2. В. В. Климов. Наноплазмоника, Москва, Физматлит (2009)

3. S. V. Gaponenko, D. V. Guzatov. Proc. IEEE, 108, N 5 (2020) 704—720

4. В. С. Лебедев, А. Д. Кондорский. УФН, 195, № 1 (2025) 50—93

5. R. Jiang, B. Li, C. Fang, J. Wang. Adv. Mater., 26, N 31 (2014) 5274—5309

6. V. K. Narasimhan, T. M. Hymel, R. A. Lai, Y. Cui. ACS Nano, 9, N 11 (2015) 10590—10597

7. А. Д. Помогайло, А. С. Розенберг, И. Е. Уфлянд. Наночастицы металлов в полимерах, Москва, Химия (2000)

8. S. I. Lepeshov, A. E. Krasnok, P. A. Belov, A. E. Miroshnichenko. Phys. Usp., 61, N 11 (2018) 1035—1050

9. О. В. Буганов, А. Д. Замковец, А. Н. Понявина, С. А. Тихомиров. Журн. прикл. спектр., 81, № 1 (2014) 93—98 [O. V. Buganov, A. D. Zamkovets, A. N. Ponyavina, S. A. Tikhomirov. J. Appl. Spectr., 81, N 1 (2014) 92—96]

10. А. В. Поволоцкая, А. В. Поволоцкий, А. А. Маньшина. Успехи химии, 84, № 6 (2015) 579—600

11. G. A. Wurtz, P. R. Evans, W. Hendren, R. Atkinson, W. Dickson, R. J. Pollard,A. V. Zayats, W. Harrison, C. Bower. Nano Lett., 7, N 5 (2007) 1297—1303

12. Р. А. Дынич, А. Н. Понявина, В. В. Филиппов. Журн. прикл. спектр., 76, № 5 (2009) 746—751 [R. A. Dynich, A. N. Ponyavina, V. V. Filippov. J. Appl. Spectr., 76, N 5 (2009) 705—710]

13. Р. А. Дынич, А. Н. Понявина, В. В. Филиппов. Опт. и спектр., 110, № 6 (2011) 909—915

14. P. B. Johnson, R. W. Christy. Phys. Rev. B, 6, N 12 (1972) 4370—4379

15. U. Kreibig, C. v. Fragstein. Z. Phys., 224, N 4 (1969) 307—323

16. M. M. El-Nahass, K. F. Abd-El-Rahman, A. A. M. Farag, A. A. A. Darwish. Int. J. Mod. Phys. B, 18, N 3 (2004) 421—434

17. C. C. Leznoff, A. B. P. Lever. Phthalocyanines: Properties and Applications, Vol. 4, New York, VCH (1996)

18. B. J. Messinger, K. U. von Raben, R. K. Chang, P. W. Barber. Phys. Rev. B, 24, N 2 (1981) 649—657

19. Р. А. Дынич, А. Н. Понявина. Журн. прикл. спектр., 90, № 5 (2023) 728—737 [R. A. Dynich, A. N. Ponyavina. J. Appl. Spectr., 90, N 5 (2023) 1019—1028]

20. А. Д. Замковец, С. М. Качан, А. Н. Понявина. Журн. прикл. спектр., 75, № 4 (2008) 568—572 [A. D. Zamkovets, S. M. Kachan, A. N. Ponyavina. J. Appl. Spectr., 75, N 4 (2008) 588—592]

21. С. А. Кукушкин, А. В. Осипов. УФН, 168, № 10 (1998) 1083—1116